引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并改造在燃煤機(jī)組中的應(yīng)用

摘? 要：針對燃煤電廠脫硫脫硝改造后煙氣系統(tǒng)阻力增加，造成原引風(fēng)機(jī)出力無法滿足運(yùn)行要求的問題，以及為消除單臺(tái)運(yùn)行的增壓風(fēng)機(jī)給系統(tǒng)可靠性帶來的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行了技術(shù)改造，采用引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并成聯(lián)合風(fēng)機(jī)。經(jīng)過對比選型，聯(lián)合風(fēng)機(jī)選用并列運(yùn)行的兩臺(tái)雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，并對相關(guān)電氣系統(tǒng)及控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，對煙道系統(tǒng)進(jìn)行了加固改造等。實(shí)際應(yīng)用表明：聯(lián)合風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)節(jié)靈活，達(dá)到了安全、節(jié)能、環(huán)保的目的。

關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī);增壓風(fēng)機(jī);合并改造;燃煤機(jī)組

0? ? 引言

隨著《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223—2011）、《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）等一系列環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)與文件的陸續(xù)頒布與實(shí)施，火電廠相關(guān)主要污染物排放指標(biāo)進(jìn)一步大幅收緊，為此沙角C電廠相繼進(jìn)行了鍋爐煙氣脫硫改造、尾部煙氣加裝脫硝裝置（SCR）及爐內(nèi)低氮燃燒改造、電袋除塵改造以及為提高SCR入口煙溫的熱水再循環(huán)改造等諸多改造工程，旨在提高鍋爐脫硫、脫硝、除塵的效率，減少污染物排放，建設(shè)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的電廠。這些改造會(huì)導(dǎo)致煙氣系統(tǒng)阻力增加，鍋爐原來的引風(fēng)機(jī)出力無法滿足要求，需要對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行擴(kuò)容改造[1]。此外，由于原增壓風(fēng)機(jī)的配置為每臺(tái)機(jī)組1臺(tái)，增壓風(fēng)機(jī)的可靠性大大影響了機(jī)組的可靠性，因此為提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性，需要對脫硫的煙風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

1? ? 原引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況

每臺(tái)鍋爐配置2臺(tái)離心式引風(fēng)機(jī)及1臺(tái)軸流式增壓風(fēng)機(jī)，并聯(lián)運(yùn)行，配置高低速電機(jī)切換，進(jìn)/出口擋板為氣動(dòng)門調(diào)節(jié)。增壓風(fēng)機(jī)布置在引風(fēng)機(jī)出口到脫硫煙氣再熱器（GGH）之間。

1.1? ? 原引風(fēng)機(jī)性能曲線及運(yùn)行工作特點(diǎn)

原引風(fēng)機(jī)性能曲線如圖1所示，同等負(fù)荷下，A、B引風(fēng)機(jī)的馬達(dá)電流、流量、壓頭及全壓效率的大小關(guān)系與其進(jìn)口擋板開度大小相一致，且A、B引風(fēng)機(jī)運(yùn)行出力較均勻。A、B引風(fēng)機(jī)運(yùn)行工作點(diǎn)位于額定負(fù)荷設(shè)計(jì)工作點(diǎn)的左下方，630 MW負(fù)荷下，A引風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開度為89.4%，流量為435.1 m3/s;620 MW負(fù)荷下，B引風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開度為82.6%，流量為429.09 m3/s。由以上實(shí)測數(shù)據(jù)推算到THA工況（660 MW），得出引風(fēng)機(jī)THA工況下的流量為456.3 m3/s，由熱耗率驗(yàn)收THA工況流量推算得出鍋爐最大出力BMCR工況下流量為483.68 m3/s。根據(jù)以上引風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)，630 MW負(fù)荷下，實(shí)測A引風(fēng)機(jī)全壓為3 320.3 Pa;620 MW負(fù)荷下，實(shí)測B引風(fēng)機(jī)全壓為3 112.3 Pa;再根據(jù)鍋爐負(fù)荷與煙氣阻力特性換算到BMCR工況，得出煙風(fēng)系統(tǒng)BMCR工況下的阻力為4 103 Pa。

由圖1可以看出，離心式引風(fēng)機(jī)的TB點(diǎn)最高壓頭約4 800 Pa，原設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)壓頭為4 076 Pa，考慮現(xiàn)階段改造增加SCR脫硝裝置后，煙風(fēng)系統(tǒng)阻力增加約1 000 Pa，則引風(fēng)機(jī)所需承擔(dān)的壓頭為5 076 Pa，已經(jīng)接近引風(fēng)機(jī)的TB點(diǎn)壓頭，根據(jù)風(fēng)機(jī)流量計(jì)算值查圖1，該運(yùn)行工作點(diǎn)已經(jīng)偏離性能曲線。且電袋除塵改造后，預(yù)計(jì)煙氣阻力將增加約800 Pa，因此原引風(fēng)機(jī)無法滿足SCR改造后的機(jī)組出力要求，必須擴(kuò)容改造[2-3]。

1.2? ? 原增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況

原脫硫增壓風(fēng)機(jī)采用Denmark HOWDEN風(fēng)機(jī)制造廠生產(chǎn)的動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)參數(shù)BMCR工況流量3 490 560 m3/h，全壓2 900 Pa;TB工況流量3 933 720 m3/h，全壓3 900 Pa。原來煙氣脫硫系統(tǒng)僅設(shè)置一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，從機(jī)組可靠性角度看，由增壓風(fēng)機(jī)解列引起停爐的概率相比雙列風(fēng)機(jī)高，當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)事故時(shí)，機(jī)組必須進(jìn)行停機(jī)處理。為了提高機(jī)組運(yùn)行可靠性，需對脫硫煙風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

2? ? 改造方案及風(fēng)機(jī)選型

2.1? ? 改造方案選定

由于煙氣脫硫、脫硝及電袋除塵改造后煙氣系統(tǒng)阻力增加，同時(shí)由于單臺(tái)配置的增壓風(fēng)機(jī)增加了機(jī)組運(yùn)行的不可靠性，設(shè)計(jì)方案充分考慮設(shè)備改造工作量、改造費(fèi)用、耗能情況、運(yùn)行安全性、改造風(fēng)險(xiǎn)等多個(gè)方面，通過對比分析，最終選定引風(fēng)機(jī)及增壓風(fēng)機(jī)合并方案，取消原增壓風(fēng)機(jī)，由重新選型的兩臺(tái)并列運(yùn)行雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)替換原引風(fēng)機(jī)并安裝在原來的引風(fēng)機(jī)位置。

2.2? ? 聯(lián)合風(fēng)機(jī)選型

風(fēng)機(jī)合并后的選型參數(shù)如表1所示。

說明：

（1）TB（test block）工況點(diǎn)的風(fēng)量、風(fēng)壓為風(fēng)機(jī)能力考核點(diǎn);

（2）BMCR工況及BECR工況下的風(fēng)機(jī)參數(shù)都作為風(fēng)機(jī)考核點(diǎn);

（3）風(fēng)機(jī)裕量已考慮空氣預(yù)熱器堵塞及脫硫GGH堵塞的阻力。

根據(jù)上述選型參數(shù)，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行了初步選型，風(fēng)機(jī)性能曲線如圖2所示。

最終選定雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)：

風(fēng)機(jī)型號(hào)：ANT-3200/1600B;

輪轂直徑：1 600 mm;

葉片長度：800 mm;

負(fù)荷調(diào)節(jié)方式：雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào);

轉(zhuǎn)速：995 r/min;

設(shè)計(jì)介質(zhì)溫度：126 ℃;

電機(jī)功率：7 100 kW。

聯(lián)合風(fēng)機(jī)選型性能參數(shù)如表2所示。

3? ? 改造方案實(shí)施

3.1? ? 煙風(fēng)道改造

重新制作聯(lián)合風(fēng)機(jī)進(jìn)出口部分煙道，取消的增壓風(fēng)機(jī)煙道前后連接起來，拆除原脫硫系統(tǒng)旁路煙道，加固聯(lián)合風(fēng)機(jī)前后煙道。

3.2? ? 配套系統(tǒng)改造

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)改造：根據(jù)原來引風(fēng)機(jī)的樁圖資料，原項(xiàng)目采用6根？準(zhǔn)500管樁，每根樁的原設(shè)計(jì)荷重為2 300 kN，新風(fēng)機(jī)每臺(tái)重量40 315 kg，原有樁基基本能滿足受力要求，對原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。

基于新聯(lián)合風(fēng)機(jī)電機(jī)容量核算各工況下線路負(fù)荷情況，對風(fēng)機(jī)電氣系統(tǒng)、邏輯控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，本文不對此展開論述。

4? ? 結(jié)語

本項(xiàng)目經(jīng)過前期的可研和多個(gè)方案對比分析，最終選擇雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)代替原離心式引風(fēng)機(jī)及脫硫增壓風(fēng)機(jī)，脫硫系統(tǒng)阻力由新的聯(lián)合風(fēng)機(jī)承擔(dān)，新風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)全壓除滿足風(fēng)機(jī)入口鍋爐尾部煙道及SCR反應(yīng)裝置阻力外，同時(shí)考慮風(fēng)機(jī)出口到煙囪的脫硫系統(tǒng)及電袋除塵器阻力，風(fēng)機(jī)出口煙道由原微負(fù)壓運(yùn)行變?yōu)檎龎哼\(yùn)行。因此，在改造風(fēng)機(jī)的同時(shí)，對風(fēng)機(jī)進(jìn)出口煙道和電除塵的強(qiáng)度進(jìn)行了加固，同時(shí)對配套電氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

該項(xiàng)目在機(jī)組實(shí)施以后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，風(fēng)量調(diào)節(jié)迅速靈活，節(jié)能效果明顯。機(jī)組運(yùn)行6個(gè)月后，在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，A、B聯(lián)合風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度均小于85%，電機(jī)平均電流235 A、246 A，合計(jì)481 A。改造前相同負(fù)荷下，原引風(fēng)機(jī)電流分別為232 A、240 A，增壓風(fēng)機(jī)電流243 A，合計(jì)715 A，節(jié)能效果明顯。結(jié)合優(yōu)化的控制系統(tǒng)，改造后的風(fēng)機(jī)達(dá)到了安全、節(jié)能、環(huán)保的目的。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 惠潤堂，苗永旗，朱立平，等.火電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)改造策略研究[J].環(huán)境工程，2015，33（5）：85-89.

[2] 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院.鍋爐風(fēng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告[R].

[3] 電站鍋爐風(fēng)機(jī)現(xiàn)場性能試驗(yàn)：DL/T 469—2004[S].

收稿日期：2020-06-05

作者簡介：唐帥（1982—），男，遼寧錦州人，助理工程師，研究方向：熱能與動(dòng)力工程。